Strumento di analisi per l’acquisizione di Spike ad alta velocità

Author(s):
M. Ferrari - Technosoft

Industry:
Electronics, Electromechanics/ Electrotechnics

Products:
LabVIEW, High-Speed Digitizers

The Challenge:
Si deve monitorare il funzionamento di alcune schede elettroniche, ed in particolare controllare e campionare le loro emissioni di segnali anomali denominati più comunemente “Spike”. Il campionamento deve essere effettuato per lungo tempo, alcune settimane, 24 ore su 24; le emissioni sono molto brevi, nell’ordine di pochi milli secondi, e della dimensione di alcune centinaia di Volt. Queste quando si presentano rendono inutilizzabile la scheda elettronica che li emette, e danneggiano il sistema che la stessa gestisce.

The Solution:
Il Metodo più accurato per poter rilevare questo tipo di segnali è dato dall’utilizzo di un oscilloscopio con memoria garantendo una misura corretta del segnale “Spike” emesso dalla scheda elettronica da analizzare, ed uno storico dei dati tracciati.

Breve riassunto
Si è creato un’interfaccia utente di gestione delle risorse hardware in cui vengono selezionati i canali da utilizzare per l’acquisizione, e l’impostazione dei loro limiti per la gestione delle soglie di allarme.
Dalla pagina di gestione si accede alle due Schermate fondamentali, una per l’acquisizione dei dati, sulla quale è possibile seguire in tempo reale l’analisi eseguita, ed una di visualizzazione, sulla quale è possibile richiamare e visualizzare i file di dati creati dalla sezione di scansione.

Articolo
Come prima cosa si è deciso di utilizzare cinque schede Oscilloscopio NI PCI-5112 per poter campionare tutti i segnali richiesti dall’utente, quindi abbiamo la possibilità di utilizzare 10 canali. Inoltre il sistema PC è stato dimensionato in modo che fosse possibile avere uno storico del funzionamento della scheda in analisi per circa 25 anni consecutivi con una duplicazione di dati su due HD di 300 GB l’uno, in modo da ottenere una copia di sicurezza. Il sistema ideato viene collegato ad una scheda elettronica, la quale durante il suo ciclo di funzionamento può emettere dei segnali di output estremamente pericolosi, essendo dell’ordine di qualche centinaia di Volt se non maggiori, i quali danneggiano sia la scheda stessa che l’eventuale apparato da essa controllato. L’interfaccia utente è composta di tre front pannel, Impostazione dei dati e dei canali, il Campionamento dei Dati e la Visualizzazione dei Dati.

Il primo, che appare all’avvio del programma, gestisce l’Impostazione dei dati e degli strumenti, sul quale è possibile decidere quali e quanti canali di analisi utilizzare, e di impostare per ognuno le soglie di allarme inerenti ai segnali monitorati.

La schermata di Campionamento dei Dati viene utilizzata per l’acquisizione e l’analisi dei dati in tempo reale, la quale indica nella struttura “Chart” i segnali raccolti dai vari canali attivati, ne controlla le soglie, ed in caso si presenti un evento interessante lo segnala a video.

Questa segnalazione di allarme, composta da un semplice “square led” e da un”numeric indicator” che indica l’ultimo valore rilevato, rimane sempre attiva anche se in un secondo momento il dato analizzato dovesse rientrare nei parametri indicati, in modo da poter garantite all’utente la percezione di un eventuale problema con un semplice controllo visivo.

Ogni qual volta si presenta un segnale anomalo, quindi abbiamo una segnalazione video relativa al singolo canale, inoltre vengono memorizzati su disco due file di report per ciascun canale.Uno di questi è un semplice file .xls leggibile con Excel nel quale troviamo indicati in campi successivi l’uno all’altro il valore rilevato, l’ora minuto secondo in cui è pervenuto il segnale anomalo e la sua durata. Il secondo file di report contiene i dati necessari per ricreare il grafico che viene visualizzato durante la fase di analisi, ed è direttamente correlato alla seconda schermata richiamabile dal pannello utente.

La finestra “Visualizzazione dei Dati” viene utilizzata per lo studio del grafico generato dall’oscilloscopio e salvato su disco, difatti è possibile effettuare l’analisi dettagliata dei singoli segnali grazie a due puntatori mobili che permettono di verificare l’intensità e la durata del segnale acquisito.

Il Software di analisi per il campionamento e quello di visione dei dati sono strutturati in modo tale da poter escludere alcuni “canali di acquisizione o visualizzazione” e quindi seguire in maniera particolare solo i segnali “interessanti”, ma questo può essere fatto non solo in fase iniziale e quindi durante l’impostazione dei canali, ma anche in fase di analisi o in fase di visione, “nascondendo e visualizzando” i singoli segnali sul pannello visivo.

Questo Sistema di analisi è utilizzato attualmente per il campionamento di dieci segnali provenienti da una singola scheda, ma potrebbe essere utilizzato per campionare anche un numero inferiore di segnali simili da sorgenti differenti, in modo da poter “confrontare” il corportamento degli elementi osservati durante un lungo tempo e in varie condizioni.

Browse All Case Studies »